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假如海洋很小

《科学世界》  发表于 2018年06月15日

液态水不仅直接支持了生命的活动,由于水的特殊性质,它还具有调节地球环境的作用。

例如水的“热容”很大,这就是一个非常重要的性质。所谓热容,是指将单位物质的温度升高1℃所必需的热量。设液态水的热容为1,那么岩石的热容就是大约0.20.3。这就是说,同岩石比较起来,液态水既不容易加热升温,也不容易冷却降温。所以,水具有调节一颗行星的气候,使之变得比较温和的作用。这里的道理同沿岸地区的气温变化要比内陆盆地的气温变化小是一样的。

而且,水是流体,这使得水更加难以升温或冷却。例如,当行星表面被加热时,如果是海洋,温度升高的表面水会流动,向温度仍然比较低的地方扩散。于是,要使海洋表面的水温升高就必须提供更多的热量来使比较深的地方的水温也同时升高。可是,如果是由岩石构成的陆地,由于不存在像水那样的扩散,只需比较少的热量就可以使陆地表面的温度升高。仅凭流体的这个性质,水的温度就既难以升高也难以降低。

此外,水作为液体(海水),它还能够通过“洋流”起到将热量从地球的一个区域输送到其他区域的作用。多亏洋流,地球的高纬度地区和低纬度地区之间的温度差才不至于太大。我们可以设想一下,假如地球上的水量很少,因而海洋的面积很小,那会是怎样一种情形;或者,地球上的海洋不是连成一片,而是被分割成许多小块,结果又会如何。在这两种假设下,不会有往来于低纬度和高纬度之间的洋流,也就没有现在地球上这样的热量传输。

不难想象,假如地球上的水量很少,大概就不会有任何生命诞生,地球的环境肯定不会像现在这样适宜生命生存。

                                              201101p40_f1.jpg

广阔的海洋使热量能够在很大的范围移动

地球表面70%都覆盖着海洋,而且各处海洋彼此相通,连成一片。尤其是太平洋,海域广阔,这里的洋流可以顺利地从低纬度海域一直流到高纬度海域。跨页图解绘出了在太平洋流动的洋流的大致情况。图上,红色箭头表示水温比周围高的暖流,蓝色箭头表示水温比周围低的寒流。暖流在赤道附近向西流动,遇到陆地改变方向,分别向北和向南流动,把热量带到高纬度地区。寒流则是从高纬度海域向低纬度海域流动,能够为低纬度地区降温。此图上将不同的海域按照2009年的年平均水温绘成了不同颜色,红色表示高温,蓝色表示低温。

 

(本文发表于《科学世界》20111期)


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